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第1章 引言 1

1-1 数字通信系统的基本组成部分 1

1-2 通信信道及其特征 2

1-3 通信信道的数学模型 6

1-4 数字通信发展的回顾与展望 8

1-5 本书概貌 10

1-6 文献与参考资料 10

第2章 概率论与随机过程 11

2-1 概率 11

2-1-1 随机变量、概率分布和概率密度 14

2-1-2 随机变量的函数 18

2-1-3 随机变量的统计平均 21

2-1-4 某些有用的概率分布 24

2-1-5 尾部概率的上边界 35

2-1-6 随机变量之和与中心极限定理 39

2-2 随机过程 42

2-2-1 统计平均 43

2-2-2 功率密度谱 45

2-2-3 线性时不变系统对随机输入信号的响应 46

2-2-4 带限随机过程的抽样定理 49

2-2-5 离散时间随机信号与系统 50

2-2-6 循环平稳过程 51

2-3 文献与参考资料 52

习题 53

第3章 信源编码 57

3-1 信源的数学模型 57

3-2 信息的对数量度 58

3-2-1 平均互信息和熵 60

3-2-2 连续随机变量信息的度量 62

3-3 离散信源编码 63

3-3-1 离散无记忆信源的编码 64

3-3-2 平衡离散信源 70

3-3-3 Lempel-Ziv编码算法 71

3-4-1 率失真函数 73

3-4 模拟信源的编码--最优量化 73

3-4-2 标量量化 76

3-4-3 矢量量化 80

3-5 模拟信源的编码技术 84

3-5-1 时间波形编码 84

3-5-2 频谱波形编码 92

3-5-3 模型基信源编码 93

习题 98

3-6 文献与参考资料 98

第4章 通信信号与系统的表征 105

4-1 带通信号与系统的表示法 105

4-1-1 带通信号的表示法 105

4-1-2 线性带通系统的表示法 108

4-1-3 带通系统对带通信号的响应 109

4-1-4 带通平稳随机过程的表示法 109

4-2-1 向量空间概念 112

4-2 信号空间表示法 112

4-2-2 信号空间概念 114

4-2-3 信号的正交展开 114

4-3 数字调制信号的表示法 120

4-3-1 无记忆调制 120

4-3-2 有记忆线性调制 128

4-3-3 有记忆非线性调制 131

4-4 数字调制信号的频谱特性 141

4-4-1 线性调制信号的功率谱 141

4-4-2 CPFSK和CPM信号功率谱 145

4-4-3 有记忆调制信号功率谱 152

4-5 文献与参考资料 154

习题 155

第5章 加性高斯白噪声信道的最佳接收机 163

5-1 受加性高斯白噪声恶化信号的最佳接收机 163

5-1-1 相关解调器 164

5-1-2 匹配滤波器解调器 167

5-1-3 最佳检测器 171

5-1-4 最大似然序列检测器 175

5-1-5 有记忆信号的逐个符号MAP检测器 178

5-2 无记忆调制的最佳接收机性能 179

5-2-1 二进制调制的错误概率 180

5-2-2 M元正交信号的错误概率 182

5-2-3 M元双正交信号的错误概率 185

5-2-4 单纯信号的错误概率 186

5-2-5 M元二进制编码信号的错误概率 186

5-2-6 M元PAM的错误概率 186

5-2-7 M元PSK的错误概率 188

5-2-8 差分PSK(DPSK)及其性能 191

5-2-9 QAM错误概率 193

5-2-10 数字调制方法的比较 196

5-3 CPM信号的最佳接收机 198

5-3-1 CPM的最佳解调和检测 198

5-3-2 CPM信号的性能 201

5-3-3 CPM信号的逐个符号检测 206

5-4 AWGN信道中随机相位信号的最佳接收机 208

5-4-1 二进制信号的最佳接收机 209

5-4-2 M元正交信号的最佳接收机 213

5-4-3 M元正交信号包络检测的错误概率 213

5-4-4 相关二进制信号包络检测的错误率 216

5-5 再生中继器和链路预算分析 217

5-5-1 再生中继器 217

5-5-2 通信链路预算分析 218

5-6 文献与参考资料 221

习题 222

第6章 载波和符号同步 233

6-1 信号参数估计 233

6-1-1 似然函数 234

6-1-2 信号解调中的载波恢复与符号同步 234

6-2 载波相位估计 236

6-2-1 最大似然载波相位估计 237

6-2-2 锁相环 239

6-2-3 加性噪声对相位估计的影响 240

6-2-4 面向判决环 242

6-2-5 非面向判决环 245

6-3 符号定时估计 250

6-3-1 最大似然定时估计 251

6-3-2 非面向判决定时估计 252

6-4 载波相位和符号定时的联合估计 255

6-5 最大似然估计器的性能特牲 256

6-6 文献与参考资料 258

习题 259

第7章 信道容量和信道编码 262

7-1 信道模型和信道容量 262

7-1-1 信道模型 262

7-1-2 信道容量 265

7-1-3 以正交信号获取信道容量 270

7-1-4 信道可靠性函数 271

7-2 随机选择的码 272

7-2-1 基于M元二进制信号的随机编码 272

7-2-2 基于M元多幅度信号的随机编码 277

7-2-3 R？与AWGN信道容量的比较 278

7-3 基于截止速率的通信系统的设计 279

7-4 文献与参考资料 283

习题 283

第8章 分组码和卷积信道码 289

8-1 线性分组码 289

8-1-1 生成矩阵和奇偶校验矩阵 291

8-1-2 一些特殊的线性分组码 294

8-1-3 循环码 296

8-1-4 线性分组码的最佳软判决译码 306

8-1-5 硬判决译码 311

8-1-6 硬判决译码和软判决译码性能的比较 318

8-1-7 线性分组码最小距离的边界 321

8-1-8 非二进制分组码和级联分组码 323

8-1-9 突发差错信道中编码数据的交织 326

8-2 卷积码 327

8-2-1 卷积码的转移函数 332

8-2-2 卷积码的最佳译码--维特比算法 335

8-2-3 软判决译码的差错概率 337

8-2-4 硬判决译码的差错概率 340

8-2-5 二进制卷积码的距离特性 341

8-2-6 非二进制双k码和级联码 345

8-2-7 卷积码的其他译码算法 347

8-2-8 卷积码实用中一些问题的考虑 351

8-3 带限信道的编码调制 354

8-4 文献与参考资料 364

习题 365

第9章 带限信道的信号设计 370

9-1 带限信道的特征 370

9-2 带限信道的信号设计 373

9-2-1 无符号间干扰的带限信号的设计--奈奎斯特准则 375

9-2-2 具有受控ISI的带限信号设计--部分响应信号 379

9-2-3 受控ISI的数据检测 381

9-2-4 有失真信道的信号设计 385

9-3 PAM检测的错误概率 388

9-3-1 具有零ISI的PAM检测的错误概率 388

9-3-2 部分响应信号检测的错误概率 389

9-3-3 有失真信道中最佳信号的错误概率 391

9-4 谱成形调制码 391

9-5 文献与参考资料 398

习题 398

第10章 通过带限线性滤波器信道的通信 404

10-1 有ISI和AWGN信道的最佳接收机 404

10-1-1 最佳最大似然接收机 404

10-1-2 具有ISI信道的离散时间模型 406

10-1-3 离散时间白噪声滤波器模型的维特比算法 408

10-1-4 具有ISI信道的MLSE的性能 411

10-2 线性均衡 417

10-2-1 峰值失真准则 418

10-2-2 均方误差(MSE)准则 421

10-2-3 MSE均衡器的性能特征 424

10-2-4 分数间隔均衡器 427

10-3 判决反馈均衡器 431

10-3-1 系数最佳化 431

10-3-2 DFE的性能特征 432

10-3-3 预测判决反馈均衡器 435

10-4 文献与参考资料 436

习题 436

第11章 自适应均衡 443

11-1 自适应线性均衡 443

11-1-1 迫零算法 443

11-1-2 LMS算法 444

11-1-3 LMS算法的收敛特性 447

11-1-4 由有噪梯度估计的过剩MSE 448

11-1-5 基带和带通线性均衡器 450

11-2 自适应判决反馈均衡器 451

11-2-1 网格编码信号的自适应均衡 452

11-3 用于ML序列检测的自适应信道估计器 453

11-4 自适应均衡的递推最小二乘算法 455

11-4-1 递推最小二乘(卡尔曼)算法 456

11-4-2 线性预测和格型滤波器 459

11-5 自恢复(盲)均衡 461

11-5-1 基于最大似然准则的盲均衡 462

11-5-2 随机梯度算法 464

11-5-3 基于二阶和高阶信号统计特征的盲均衡算法 468

11-6 文献与参考资料 469

习题 469

第12章 多信道和多载波系统 473

12-1 在AWGN信道中的多信道数字通信 473

12-1-1 二进制信号 474

12-1-2 M元正交信号 476

12-2 多载波通信 477

12-2-1 非理想线性滤波器信道的容量 477

12-2-2 基于FFT的多载波系统 479

12-3 文献与参考资料 481

习题 482

第13章 数字通信用的扩频信号 484

13-1 扩频数字通信系统的模型 485

13-2 直接序列扩频信号 486

13-2-1 译码器的差错率性能 488

13-2-2 DS扩频信号的应用 495

13-2-3 脉冲干扰对DS扩频系统的影响 499

13-2-4 PN序列的生成 503

13-3 跳频扩频信号 507

13-3-1 AWGN信道中的FH扩频信号的性能 508

13-3-2 部分频带干扰下FH扩频信号的性能 510

13-3-3 基于FH扩频信号的CDMA系统 515

13-4 其他类型的扩频信号 516

13-5 扩频信号的同步 517

13-6 文献与参考资料 522

习题 523

第14章 通过多径衰落信道的数字通信 528

14-1 多径衰落信道的特征 528

14-1-1 信道相关函数和功率谱 530

14-1-2 衰落信道的统计模型 533

14-2 信号特征对信道模型选择的影响 535

14-3 频率非选择性慢衰落信道 537

14-4 多径衰落信道的分集技术 540

14-4-1 二进制信号 540

14-4-2 多相信号 545

14-4-3 M元正交信号 548

14-5 在频率选择性慢衰落信道中的数字信号传输 552

14-5-1 抽头延时线信道模型 552

14-5-2 RAKE解调器 554

14-5-3 RAKE接收机的性能 556

14-6 用于衰落信道的编码波形 560

14-6-1 线性二进制分组码软判决译码的错误概率 562

14-6-2 线性二进制分组码硬判决译码的错误概率 563

14-6-3 用于瑞利衰落信道的卷积码性能的上边界 564

14-6-4 衰落信道中恒重码和级联码的应用 565

14-6-5 基于截止率的系统设计 571

14-6-6 网格编码调制 574

14-7 文献与参考资料 576

习题 577

第15章 多用户通信 583

15-1 多址技术 583

15-2 多址方式的容量 585

15-3 码分多址 588

15-3-1 CDMA信号与信道模型 588

15-3-2 最佳接收机 589

15-3-3 次最佳检测器 592

15-3-4 检测器的性能特征 596

15-4 随机接入方式 598

15-4-1 ALOHA系统和协议 598

15-4-2 载波侦听系统和协议 601

15-5 文献与参考资料 604

习题 605

附录A 列文森-杜宾算法 611

附录B 多信道二进制信号的错误概率 613

附录C M相信号自适应接收的错误概率 617

C-1 M相信号通信系统的数学模型 617

C-2 相位θ的特征函数和概率密度函数 618

C-3 瑞利慢衰落信道的错误概率 620

C-4 时不变与赖斯衰落信道的错误概率 622

附录D 平方根分解 626

文献与参考资料 628

中英文人名对照表 645

词汇表 651